Սուպերօքսիդ դիսմուտազի (SOD) խորը վերլուծություն. մարմնի սեփական «հակաօքսիդանտ պահապանը» 

Երբ խոսում ենք ծերության և առողջության մասին, հաճախ ենք լսում «հակաօքսիդանտ» տերմինը։ Բայց դուք գիտե՞ք, որ մեր մարմինն ունի բարդ հակաօքսիդանտ պաշտպանական համակարգ, և սուպերօքսիդ դիսմուտազը (SOD) այս համակարգի հիմնական անդամն է: Այն գործում է որպես հավատարիմ «ազատ ռադիկալների մաքրող»՝ մշտապես պաշտպանելով մեր բջիջները օքսիդատիվ վնասվածքներից: Այսօր եկեք ավելի մանրամասն նայենք այս «ծերացման դեմ պահապանին»:

Հասկանալով ազատ ռադիկալները. բջիջների «անտեսանելի մարդասպանները».

Նախքան SOD-ը հասկանալը, մենք նախ պետք է հասկանանք դրա հիմնական թիրախը՝ ազատ ռադիկալները:

Պարզ ասած, ազատ ռադիկալները անկայուն մոլեկուլներ են, որոնք արտադրվում են մարմնի նյութափոխանակության ընթացքում, իսկ գերօքսիդ անիոնային ռադիկալները (O2-) ամենատարածված և վնասակար տեսակն են:

Սուպերօքսիդ անիոնային ռադիկալները արտադրվում են բազմաթիվ ուղիներով. դրանք բնականաբար առաջանում են միտոքոնդրիումային շնչառության ժամանակ, և դրանց մակարդակը մեծապես բարձրանում է շրջակա միջավայրի աղտոտվածության, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, էլեկտրամագնիսական ճառագայթման (օրինակ՝ էլեկտրոնային սարքերի երկարատև օգտագործումը), ծանր ֆիզիկական վարժությունների, մտավոր սթրեսի և անառողջ ապրելակերպի, ինչպիսիք են ծխելը և ալկոհոլը խմելը:

Այս ազատ ռադիկալներն ունեն չզույգված էլեկտրոններ և շատ ռեակտիվ են՝ գործելով «ավազակների» պես, որոնք գողանում են էլեկտրոնները նորմալ բջիջներից՝ հանգեցնելով բջջային թաղանթի վնասմանը, ԴՆԹ-ի մուտացիաներին և սպիտակուցների դենատուրացիային:

Ազատ ռադիկալների հետևանքով առաջացած բջիջների այս վնասը կոչվում է «օքսիդատիվ սթրես», և ինչպես մետաղների ժանգը, այնպես էլ մեր բջիջները աստիճանաբար «ծերանում» են այս գործընթացում:

Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ օքսիդատիվ սթրեսը սերտորեն կապված է բազմաթիվ հիվանդությունների առաջացման և զարգացման հետ, ներառյալ ծերացումը, արթրիտը, սրտանոթային հիվանդությունները, նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունները և նույնիսկ քաղցկեղը:

SOD՝ մարմնի հակաօքսիդանտ համակարգի «պաշտպանության առաջին գիծը»:

Սուպերօքսիդ դիսմուտազը (SOD) հակաօքսիդանտ մետաղաֆերմենտ է, որը լայնորեն առկա է կենդանի օրգանիզմներում և ունի շատ կարևոր կենսաբանական ակտիվություն:

Նրա հիմնական գործառույթն է կատալիզացնել սուպերօքսիդ անիոնային ռադիկալների (.O2-) անհամաչափության ռեակցիան՝ դրանք վերածելով ջրածնի պերօքսիդի (H2O2) և թթվածնի (O2):  Ջրածնի պերօքսիդն այնուհետև քայքայվում է անվնաս ջրի մեջ այլ հակաօքսիդանտ ֆերմենտների միջոցով (ինչպիսիք են կատալազը և գլուտատիոն պերօքսիդազը), այդպիսով վերացնելով ազատ ռադիկալները և պաշտպանելով բջիջները օքսիդատիվ վնասից:

SOD-ը կարևոր դեր է խաղում հիվանդությունների կանխարգելման և մարդու իմունիտետի բարելավման գործում, ինչպես նաև կարևոր դեր է խաղում հակատարիքային, հակաուռուցքային և հակաբորբոքային գործընթացներում:

SOD. Հակատարիքային նյութ, աշխարհը փոխող հայտնագործություն:

SOD-ն առաջին անգամ հայտնաբերվել և ուսումնասիրվել է գիտնականների կողմից 1930-ականներին: 1938 թվականին ամերիկացի բիոմոլեկուլյար փորձագետ Մայքլ Մաքքորդը Ֆրեդրիկ Ֆրիդովիչի ղեկավարությամբ առաջին անգամ հաջողությամբ արդյունահանեց սուպերօքսիդ դիսմուտազը (SOD) եղջերավոր կենդանիների կարմիր արյան բջիջներից։ 1988 թվականին երեք հայտնի գիտնականներ՝ Ֆերիդ Մուրադը, Ռոբերտ Ֆուրչգոտը և Լուի Իգնարոն, ովքեր հետագայում արժանացան բժշկության Նոբելյան մրցանակի, հայտարարեցին աշխարհին.

«SOD-ի պակասը և նվազեցված ակտիվությունը մարդու ծերացման, հիվանդության և մահվան հիմնական պատճառներն են: SOD-ի հավելումը կարող է կանխել և բուժել տարբեր հիվանդություններ և հետաձգել ծերացումը»:

Ելնելով իրենց ակտիվ վայրում կապված մետաղական իոնից՝ SOD-ները հիմնականում բաժանվում են չորս կատեգորիաների.

SOD-ի դասակարգում և բաշխում

Cu/Zn-SOD: Կապույտ-կանաչ գույնի, որը հիմնականում հայտնաբերված է էուկարիոտիկ բջիջների ցիտոպլազմայում և SOD-ի ամենալայն տարածված տեսակն է: Մարդու կարմիր արյան բջիջներում և լյարդի բջիջներում SOD-ը հիմնականում այս տեսակին է:

Mn-SOD: Վարդագույն գույնը, որը հիմնականում հայտնաբերված է պրոկարիոտների և էուկարիոտների միտոքոնդրիումներում և շատ կարևոր է միտոքոնդրիալ ֆունկցիայի պահպանման համար:

Fe-SOD: Դեղնաշագանակագույն գույնի, սկզբնապես հայտնաբերվել է *Escherichia coli*-ում և հիմնականում հայտնաբերվել է պրոկարիոտային բջիջներում և մի քանի բույսերի բջիջների քլորոպլաստներում:

Ni-SOD: Զմրուխտ կանաչ գույնով, հիմնականում հայտնաբերված է ստորին օրգանիզմներում, ինչպիսիք են ցիանոբակտերիաները, կանաչ ջրիմուռները և *Streptomyces*:

SOD-ի աղբյուրները և արտադրանքի ձևերը

Բնական SOD-ը լայնորեն առկա է կենդանիների, բույսերի և միկրոօրգանիզմների մեջ, սակայն ուղղակի արդյունահանումը բախվում է այնպիսի խնդիրների, ինչպիսիք են ցածր արդյունավետությունը և վատ կայունությունը: Ներկայումս կոմերցիոն հասանելի SOD արտադրանքը հիմնականում գալիս է հետևյալ աղբյուրներից.

Կենդանական աղբյուրներ. Վաղ արտադրանքը հիմնականում արդյունահանվում էր կենդանիների արյունից, ինչպիսիք են խոշոր եղջերավոր անասունները և ոչխարները (Cu/Zn-SOD): Այնուամենայնիվ, այս ապրանքներն ունեն մեծ մոլեկուլային քաշ և հեշտությամբ քայքայվում են ստամոքսի թթվով, երբ ընդունվում են բանավոր:  Ավելին, կենդանական ծագման բաղադրիչները կարող են առաջացնել ալերգիա կամ կրել պաթոգեններ:

Բույսերի աղբյուրներ. Արդյունահանվում են որոշ բույսերից (օրինակ՝ չիչխանը և սպիրուլինան), սակայն դրանց գործունեության վրա հեշտությամբ ազդում են արդյունահանման և պահպանման պայմանները, և դրանք հեշտությամբ քայքայվում են մարսողական ֆերմենտներով, երբ ընդունվում են բանավոր, ինչը հանգեցնում է ցածր կենսամատչելիության:  Որոշ աղբյուրներ ունեն նաև բարձր արդյունահանման ծախսեր կամ կարող են պարունակել բույսերից ստացված կեղտերի հետքեր:

Մանրէաբանական խմորումը (հատկապես օգտագործելով ռեկոմբինանտ գենետիկորեն մշակված բակտերիաները) դարձել է SOD առևտրային արտադրության բացարձակ հիմնական մեթոդ, որն ունի զգալի առավելություններ.

Անվտանգ և առանց ռիսկի. այն լիովին խուսափում է պոտենցիալ պաթոգեն աղտոտումից (օրինակ՝ խելագար կովի հիվանդությունը) և կենդանական աղբյուրների (օրինակ՝ տավարի արյունը) իմունոգեն ռիսկերից՝ ապահովելով չափազանց բարձր անվտանգություն:

Բարձր եկամտաբերություն և ցածր գին. Գենետիկական ինժեներիայի տեխնոլոգիայի միջոցով մշակված բակտերիաները, ինչպիսիք են E. coli-ն և խմորիչը, կարող են փոփոխվել՝ արդյունավետորեն արտահայտելու մարդուց ստացված կամ հատուկ տեսակի SOD: Բերքատվությունը շատ ավելի բարձր է, քան կենդանիների և բույսերի արդյունահանումը, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է արտադրության ծախսերը:

Բարձր մաքրություն և կայուն որակ. Արտադրված փակ, ստերիլ խմորման տանկերում, գործընթացը խիստ վերահսկելի է և հեշտ է մաքրել հոսանքին ներքև: Վերջնական արտադրանքն ունի բարձր մաքրություն և հետևողական որակ խմբաքանակների միջև:

Ոչ մի էթիկական հակասություն. Ամբողջ արտադրական գործընթացը չի ներառում կենդանիների սպանդ կամ բույսերի լայնածավալ ոչնչացում՝ համապատասխանելով կանաչ շրջակա միջավայրի պաշտպանության և կենդանիների բարօրության էթիկական պահանջներին:

SOD արտադրանքի ձևեր

Ներարկվող պատրաստուկներ. Օգտագործվում են որպես դեղատոմսով դեղեր օստեոարթրիտի, ճառագայթային հիվանդության և այլնի օժանդակ բուժման համար։

Բերանի պատրաստուկներ. Ներառյալ պարկուճներ, փոսիլներ և այլն, որոշ ապրանքատեսակներ օգտագործում են նանոտեխնոլոգիա կամ գլիկոզիլացման մոդիֆիկացիա՝ կենսահասանելիությունը բարելավելու համար:

Կոսմետիկ հավելումներ. Օգտագործվում են իրենց հակաօքսիդանտ հատկությունների համար՝ մաշկի ծերացումը հետաձգելու համար: Recombinant SOD-ը կարող է «փոքրացվել» գենային ինժեներիայի միջոցով՝ հեշտացնելով ներթափանցել մաշկի եղջերաթաղանթ և խորը հակաօքսիդանտ ազդեցություն ունենալ:

Առողջ սնունդ: Ավելացված է որպես հակաօքսիդանտ բաղադրիչ տարբեր առողջարար սննդի մեջ: Մանրէաբանական ֆերմենտացիայից ստացված SOD-ը հաճախ օգտագործվում է սպիտակուցային փոշիների, պրոբիոտիկների և այլ մթերքների ձևավորման մեջ՝ իր ցածր գնով և բարձր անվտանգության պատճառով: